《寂静的春天》之后,农药被科技改变了多少?

探客Tanker·2021-12-04
科研力量是农药转型升级的关键。

出品 |    ©   探客Tanker 

作 者 |    ©   彭辉 

编辑  |  ©  蛋总 

当科技不断助推农业的产业链发生质变的同时,农药的转型升级也已是“箭在弦上”的事情。

我国当前的农药生产规模、产量都处于世界领先水平,但主要都是仿制药。全国成百上千家的农药企业,其产品生产同质化严重,科研创新能力缺失,小而不强,尤其是在面对国际同行时,竞争力不足。

与之相比,跨国农化巨头掌握了专利原药、大量制剂登记证与销售渠道,可侧重于新的有效成分的研发与品牌渠道建设,而中国却是后专利时期的原药生产基地。

当代著名的环保运动发起人、作家蕾切尔·卡森在《寂静的春天》里描述,自DDT(又叫滴滴涕,化学名为双对氯苯基三氯乙烷,是有机氯类杀虫剂)被允许民用以来,更多的有毒物质随之出现,昆虫开始进化并产生抗药性,更强药性的药品再出现,如此往复循环……

目前,有关高毒高残留品种依然较多,农药平均利用率相对低,其对生态环境所造成的危害也不容忽视。

在新农村、新农业的发展趋势下,实现农药减量增效,走绿色环保路线,是农药创新和发展的方向。

农药是粮食及其它作物免于病虫害破坏的最强力保障,据统计,农药每年可使全球农作物损失减少30%~35%,中国如果停用农药,意味着将有3.5亿人挨饿。

但对于农药的毒害作用,我们如何才能实现最大限度的管控?原本那些高毒高残留的产品如何转型为低毒和环保?在转型之路上,中国农药企业有哪些突出的表现?我国的农药生产要摆脱“仿制代工”的较为初阶水平还有多远的路要走?

就相关问题,「探客Tanker」跟农药研发企业和业内人士探讨了一番。

农药大国,但不强 

当前,业界普遍认为,我国的农药领域缺乏创新能力,而创新能力的缺失直接导致了农药品种少。

根据英国科学家马克比恩所著《农药手册》,其正文部分罗列了920种农药的品种,附录部分有690种。

“假设全世界的农药品种是1610种,在中国登记可以生产的农药品种大概多少?700种。在这700种里面,老百姓真有可能会用到的,在200到300种之间。如果你走进任何一家农药零售店,农药的品种可能只有几十种,也就是说,老百姓真正能买到用到的品种其实非常有限。”善思科技总裁梁冰对「探客Tanker」表示。

图 / 农业无人机在进行喷洒表演

在这些原药的品种里面,中国人发明的原药品种为70种左右,而这里面属于中国自主研发、真正投产并得到较大推广应用的约1/3,换言之,也就20来种。

“中国的农药原药生产是全世界最庞大的,但是我们一般生产的都是别人过期的专利药。”梁冰说。(编者按:一个专利一般时效为20年。)

这种以仿制药为主的局面,意味着只有等人家过了专利期才能生产。否则,别人不授权,就不能去进行生产。这同时意味着,中国农药的原药生产容易被“卡脖子”。尽管就产量而言,中国是农药大国,但目前还远远不是农药强国。

在这种局面下,中国农药生产企业在近20多年的发展里,充满了草莽气息。

据「探客Tanker」了解,农药的生产主要分两大步:第一步是生产农药原药,第二步把农药原药加工成农药制剂。相应地,农药厂也就有两种:原药厂和制剂厂。

所谓的原药都是高纯度的,做成的农药制剂则是低纯度的东西。原药本身难溶、微溶或者不溶于水,做成的制剂农民在使用的时候需要跟水去混合。

用梁冰的话说,制剂的加工需要解决一个矛盾,就是把不溶于水的农药原药加工成溶于水的制剂,这个媒介一般是有机溶剂,而有机溶剂通常用的是苯类物质,比如甲苯、二甲苯甚至还有甲醇(工业酒精)。

糟糕的是,甲苯、二甲苯的毒性比较大,作为污染物质,它们被大量地排到田地里,会对土壤、地下水造成伤害,形成农药残留,且很难降解。

“目前全国的农药企业有2000多家,但相对而言,鱼龙混杂,同质化比较严重,小而不强,原创性的科研能力比较缺乏。”提到国内农药发展的话题时,农药行业资深专家马先生语气里多少有些“恨铁不成钢”。

在他看来,我国的农药产品结构中,高毒、高残留品种较多,农药平均利用率相对比较低,大部分的农药通过各种途径的流经、散落、漂移等流失,污染土地、水环境等,影响农田的生态环境,导致了很多农田土地受到不同程度的污染。

基于这些现实,农药的转型升级已经迫在眉睫。

早在2006年,中国就已超过美国成为世界第一大农药生产国,但在研发能力方面,我国大部分的农药企业相比国际农化巨头有着很大的差距。

目前,农药新产品的研发主要集中在资本较为雄厚,且能够承担昂贵的开发费用和损失的国际农化巨头当中,这些农化巨头以先正达、拜尔、科迪华、巴斯夫为代表。

一般而言,开发并市场化一种新的农药需要10年以上的时间,以及1.0亿~3.5亿美元的研发支出。与之相比,国内很多企业的研发投入占比不到销售收入的1%,远低于这些国际巨头10%的比例,这也导致我国农药市场一直处在相对较低端阶段。

以草甘膦为例,我国是世界上最大的草甘膦生产国,草甘膦原药出口超过全球总产量80%,但一个不容忽视的现实是,中国企业在国际市场上的价格谈判中缺乏话语权。

由于在国际市场上缺乏产品登记证,中国企业只能充当“原药代工者”,被定位在价值较低的制造业环节。

草甘膦行业的现状,可以说就是中国农药产业的缩影。

纳米技术改变农药生产 

要摆脱相对低端的处境,转型升级是农药行业唯一的出路。

而更高效、安全、经济、环境友好,以及水机化、无尘化等方向,则是未来农药发展的必然路径,这也与我国的农业劳动力和农业机械的发展相关联。

2010年以前,我国的农业劳动力一直非常充足,但在此之后,就出现了“刘易斯拐点”,劳动力开始短缺。劳动力供应不足也开始倒逼更高工效,或可让人不用直接下地的植保无人机等机械迅速推广应用,之前主要的人工背负式作业方式已不再适应飞防植保的需求。

按照中国农业科学院植物保护研究所研究员袁会珠的说法,在我国的飞防药剂剂型的发展中,20世纪60年代是以粉剂(DP)为主,到80年代以超低容量(ULV)药剂为主,包括也使用一些油剂;80年代后主要是水基制剂用于飞机喷雾,例如悬浮剂(SC)、水剂(AS)。

近年来,无人机喷雾技术迅速兴起,对农药制剂又提出了新的要求,“新时代需要高效安全的替代喷洒技术。”袁会珠说。

依据业内的常识,农业飞防,飞是手段,防才是目的,而药效是植保无人机的最大挑战。

“无人机作为设备,需要我们把它的性能发挥到最好,但关键的东西其实还是药剂。”一位来自广西河池一线的飞手对「探客Tanker」表示,因为作物的多样性,药剂的涉及面很广,而且涉及到每个季节每个阶段,所以在用药方面,他表示只能够依托于大的药企。

而在目前,不同剂型常规药剂混用时会出现絮凝问题,农药制剂若选择不当,飞防中就会引起喷头堵塞、管路爆裂问题、药害问题,配套药剂的缺乏已成为制约航空植保发展的关键问题之一。

2016年是中国的植保无人机元年,大家开始大面积地用无人机去打药,当年全国无人机打药面积达2800万亩次。随着无人机技术的换代升级,对农药也产生了倒逼,毕竟传统农药并不适合无人机的喷施。

针对这些问题,善思科技给出的方案是纳米农药定制化。

所谓纳米农药技术,指的是把农药的微粒,做到纳米尺寸。

原来传统农药里的微粒一般都在微米级,而纳米农药技术指的是把农药的微粒通过纳米技术,使用溶剂助剂等物质的作用下,把农药的微粒做到小于100纳米,并在储存跟使用中都处于这样的一个尺寸。

 图 / 善思科技的纳米农药 

目前,农药制剂里的农药尺寸一般都在几个微米到几十个微米,“我们能够把它缩小1000倍变成100纳米以下,最大的好处就是微粒的数量会增加10亿个微粒,这10亿个微粒的表面积总和会增加1000倍,靶标的接触面积也会增加1000倍。也就是说,不需要使用原来那么多的农药就可以产生更好的效果,农药的利用率可以大幅度提升,让农药的使用量大幅下降。”善思科技总裁梁冰说。

2019年的4月1号,国际纯粹与应用化学联合会(International Union of Pure and Applied Chemistry,简称IUPAC)成立100周年时,做了一个“未来改变世界的十大化学创新”的报告,其中把纳米农药评选为十大化学创新的榜首。

如今,纳米农药的行业标准,正由中国农科院植保所还有农药检定所,以及善思科技公司共同牵头制定。

图 / 纳米农药试验田

“纳米技术是被全世界公认的农药创新的下一代新技术。”梁冰说,目前善思科技在做成纳米农药产业化的基础上,还有纳米农药的多元混配技术,可以实现农药的定制化生产。

“一旦确定一块田地的病虫害种类跟病虫害发生程度,就可以去确定使用的药品品种。”梁冰说,这就像人看病一样,当你确定了病虫害发生的种类,再加上确定病虫害发生的程度,你就可以确定农药的使用品种跟使用量。

新式农药发展较慢 

客观来看,除了纳米农药的相对领先外,在农药其他领域,我国暂时还没有太多“拿得出手”的科研成果。

用梁冰的话说,“如果把中国的农药行业做一个微笑曲线的话,整体就在底端的两头,一个是原药,一个制剂,都比较落后,属于跟跑的状态。我们在原药领域很难超越国际巨头,但在制剂领域,特别是纳米农药技术的研发上,我们是弯道超车,远超越国际水平。”

造成这样差距的原因,除了起点不同以及资本承受能力外,跟科研实力和人才的分布也直接相关。

“在农药领域,欧美国家更多先进的技术是在企业里面,中国更多先进技术是在科研院所里,而不是在农药企业里,农药企业科研实力不济,科研也跟应用结合不足。”农药行业资深专家马先生说。

他透露,如今农药企业更多的都是和大学、科研所进行合作,“毕竟养人还是很难的,搞研究成本太高,而且,那些大学或科研院所的人也不愿意到企业去,某种程度上,也没那些设备。”

不过,农药领域向绿色环保转变的速度,可以肯定的是越来越快,“现在很多农药都有国家绿色认证,得到这种认证的农药也越来越多。”

这种总体的向好,包括防效、产量、品质等各方面。“未来的农业就是智慧农业,可以通过技术手段,来判断整个农田的档次,病虫害的预报会很准确。”马先生表示,如很多地方的数字化农场,通过遥感分析,可以识别杂草和作物,以及都在哪个位置,这些信息收集以后,可以放在无人机或者拖拉机上,等那个地方有草的时候就喷,没草的地方就不喷,这样用药就更精准。

图 / 摄图网,基于VRF协议

众所周知,农业农村是关系到国计民生的重要领域。对于我国目前农药相对粗放的局面,国家层面也一直在规范和引导。

2019年11月19日,《农药行业智能制造建设指南》表示,在国家大力推进智能制造的背景下,农药生产过程连续化、自动化、智能化的要求不断升级,农药企业亟需通过智能工厂建设,促进行业的转型升级和高质量绿色可持续发展。

但同时也指出,农药行业的智能工厂建设仍处于探索和尝试阶段,尚未形成统一建设标准,缺少应用参考。

不过,国家对于农药的管理也在日益强化。农业农村部之下的药检所负责登记审理,收集材料、发证。登记拿证后,才能开始往外卖。

“现在每一瓶农药,都有一个码,囊括从生产线下来,进了多少包装,入库了多少,出库多少,发到哪里去,都有个二维码追溯。也就是说,农药有了电子档案。”马先生对「探客Tanker」透露,这一规定已经实行了好几年。 

作为经销商,现在卖农药也必须得办证,至少要分得清农药是干什么用的、怎么用,需要有职业资格才可以去经营,包括有一定的植保知识。 

“现在,很多企业都在提绿色增长计划,除了打死害虫之外,还要保护有益的昆虫,比如蜜蜂。”马先生说,这是生物农药研发的一部分。 

马先生表示,目前有关新式的农药占比还不大,其发展速度也相对较慢,这其中也包括有老百姓打了之后,因为不能立刻看到虫子死,而认为药效不好的原因。“未来,他们对植保和专业知识了解多了,可能会提前就用上,到虫子出现的时候就可以起效果,但现在哪有那样专业的人啊?” 

毫无疑问,在智慧农业发展的大潮下,我国作为农药大国仍有亟待解决的农药研发、药品创新的难题,不过随着国家对新农业的重视,相关政策也将促进农药在生产研发、销售、管理等方面的向上发展,有望同时实现产能、效率和环保的需求。在新技术的革命下,于智慧农业的引领中,农药行业将迎来新一轮发展机遇。

*文中题图来自:摄图网,基于VRF协议。

本文来自微信公众号 “探客Tanker”(ID:TankerTK),作者:彭辉,36氪经授权发布。

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